少期からコンピュータゲームを嗜んでおり、雑誌のインタビューで、5歳頃にパドルコントローラでボールを跳ね返すテニスゲームを遊び、その物理法則を無視した世界観に「すごい!」と思ったと述べている[1]。
中学生になるとお金をためてファミリーベーシックを購入。ビデオゲームを作る楽しさを教わった、とも語っている[2]。更に、ファミリーベーシックは人生のターニングポイントであり、これがなければ『カービィ』や『スマブラ』も生まれなかったと語っている[3]。
ゲーム制作への関心は人一倍強かったものの、中学卒業後はおぼろげな専門家という職業への憧憬を抱いて電気工学系の高等専門学校に進学した[4]。
しかし次第に高専での授業と自分自身の描いていた将来とのギャップに気付き始め、自分の見通しの甘さを省みて、改めて進路を考え直すことにした[4]。純粋な興味の強さ、また1988年3月にセガ主催のファンタシースターIIストーリー募集キャンペーンでゲームシステム大賞に思いがけず入賞した経緯もあって、ゲームクリエイターを志すことを決心して高専を中退、普通高校に編入した。
高校在学中はアルバイトをしながら資金を貯め、それをゲームソフトの購入に注ぎ込んでひたすら研究をした。後にこれがきっかけで現在も膨大な数のソフトを買い、遊ぶ（研究する）習性がついたと語っている[4]。
研究したゲームソフトの中で、HAL研究所（ハル研）制作の『ガルフォース』の作り込まれたエンディングを見た桜井は、そこから制作者の熱意と信念を汲み取り[5]、高校卒業後の1989年に同社へ入社した[4]。